index-8

<h3>يُجيبنا على هذا التساؤل أستاذ الفيزياء في كلية فاسار-Vassar college, مورتون تافيل-Morton Tavel:</h3>
«عندما تتحرك جسيمات أولية معينة خلال مجال مغناطيسي، فإنها تنحرف بطريقة تُشير إلى أنها تملك خصائص مغناطيسية صغيرة.

في العالم الكلاسيكي، الجسم المشحون الدوّار يملك خصائص مغناطيسية تشبه إلى حد كبير تلك التي تُظهرها هذه الجسميات الأولية, ولأن الفيزيائيين يفضلون التشبيهات, لذلك عبرّوا عن حالة تلك الجسيمات الاولية بمصطلح "الدوران"&gt;

لسوء الحظ ينهار هذا التشابه, وسنصل إلى حقيقة أنه من المضلل تخيّل صورة للإلكترون على شكل جُسيم صغير دوّار&gt;

بدلاً من ذلك نعرف ببساطة حقيقة واضحة أن الالكترونات تنحرف بواسطة المجالات المغناطيسية.

إذا أصر أحدهم على صورة الجُسيم الدوّار حينها ستظهر المفارقات الحقيقية, على العكس من كرة مضرب دوَارة على سبيل المثال لا الحصر فإن دوران الإلكترون لا يتغير أبدًا وله اتجاهان محتملان فقط, بالاضافة إلى أن فكرة تشبيه الالكترونات والبروتونات بأشياء صلبة تدور في الفراغ يعد أمرًا من الصعب التمسك به نظرًا لما نعرفه لما عن قواعد ميكانيكا الكم, فإن مصطلح «دوران» لا يزال قائمًا».
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>يُضيف الدكتور كورت.تي باكمان- kurt.t Bachmann من كلية برمنغهام الجنوبية بعض الخلفية التاريخية</h3>
«أجرى العالمان أوتو ستيرن (Otto Stern) ووالتر غيرلاك (Walther Gerlach) من جامعة هامبورغ في ألمانيا سنة 1920 سلسلة من تجارب الحزم الذرّية الهامة, بمعرفة أن كل الشحنات المتحركة توّلد مجالات مغناطيسية اقترحا قياس المجالات المغناطيسية التي تنتجها الالكترونات أثناء دورانها حول النواة في الذرة. إلا أن الفيزيائييْن وجدا أن الالكترونات نفسها تتصرف كما لو أنها تدور حول نفسها بسرعة كبيرة منتجة حقولًا مغناطيسية صغيرة مستقلة عن تلك التي تنتج بسبب حركتها المدارية, حينها استُخدِم مصطلح «دوران» لوصف هذا الدوران الظاهري للجسيمات دون الذرّية.

«الدوران» عبارة عن كميةّ مادية غريبة, إنه مماثل لدوران كوكب من حيث إعطاءه عزمًا زاوي ومجالًا مغناطيسي صغير يُطلق عليه العزم المغناطيسي اعتمادا على حجم الجسيم دون الذرّي. مع ذلك, فإن سطوح الجسيمات المشحونة يجب أن تتحرك أسرع من سرعة الضوء لكي تنتج العزوم مغناطيسية المراد قياسها, إضافة إلى ذلك فإن «الدوران» مكمم أي أنه يخضع إلى مبادئ الكم مما يعني وجود حالة واحدة معينة من الدوران مسموح بها, هذا الوضع يخلق كل أنواع التعقيدات التي تجعل من «الدوران» أحد أكثر الجوانب تحديا من ميكانياك الكم.

بمعنى أوسع فإن «الدوران» خاصية أساسية تؤثر على ترتيب الالكترونات والأنوية في الذرات والجزيئات مما يمنحه أهمية مادية كبيرة في الكيمياء وفيزياء الحالة الصلبة, كما يعتبر «الدوران» الأساس في جميع التفاعلات بين الجسيمات دون الذرّية سواء في إشعاع الجسيمات ذات الطاقة العالية, السوائل ذات درجة الحرارة المنخفضة أو التدفق الضعيف للجسيمات من الشمس والمعروف بالرياح الشمسية, في الواقع إن الكثير من العمليات الفيزيائية التي تتراوح من أصغر المقاييس النووية إلى أكبر المسافات في الفيزياء الفلكية تعتمد بصورة كبيرة على تفاعلات و دوران تلك الجسيمات دون الذرّية».
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
<h3>فيكتور جي. ستينغر-Victor J. Stenger، أستاذ الفيزياء في جامعة هاواي في مانوا، يقدّم رأيا آخر أكثر تقنية:</h3>
«الدوران هو الزخم الزاوّي الكلي أو الزخم الفعلي لجسم ما, دوران الجسيمات الأولية مشابه لدوران الأجسام المرئية
في الحقيقة دوران أي كوكب هو مجموع الدوران والزخم الزاوي لكل جسيماته الأولية, كذلك هو الحال مع بقية الأجسام المركبة الأخرى مثل الذرّات، التي تشمل نواة الذرة والبروتونات (التي تتكون من الكواركات)».

في الفيزياء الكلاسيكية الزخم الزاوي عبارة عن متغير مستمر, في فيزياء الكم يكون الزخم الزاوي متفردا و مكمما بوحدات ثابت بلانك مقسومة على المقدار (4π), في العام 1913 اقترح الفيزيائي نيلز بور أن الزخم الزاوي مكمم (خاضع لمبادئ الكم) واستخدم هذا الاقتراح في تفسير إشعاع طيف الهيدروجين.

«على مستوى فهمنا الحالي، الجسيمات الأولية هي الكواركات، اللبتونات (مثل الإلكترون) والبوزونات (مثل الفوتون)، كل هذه الجسيمات نتصورها بشكل نقطي لذا ربما قد تتسائل كيف يمكن أن يكون لها "دوران"؟».

قد تكون الاجابة بسيطة, ربما لأن هذه الجسيمات مركبّة ايضا, لكن لأسباب نظرية عميقة والتي تتعلق بالتماثل الدوراني للطبيعة تؤدي إلى أن "دوران" الجسيمات الأولية ووجودها يكون مكمما.

الأهمية الخاصة تتجلى في الاختلاف بين الفرميونات, جزيئات مثل الالكترون تملك عدد "دوران" نصف عدد صحيح مضروبا في ثابت بلانك مقسوما على (2π) والبوزونات التي تمتلك عدد دوران صحيحًا واحدًا .
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
الفرميونات كذلك تخضع إلى مبدأ باولي للاستبعاد والذي ينص على أن الفرميونات المتشابهة لا يمكن لها أن تكون بنفس الحالة, دون مبدأ الاستبعاد لن تمتلك الكيمياء جدول العناصر الدوري الخاص بها, البوزونات من جهة أخرى تميل إلى التواجد بحالة واحدة مخالفة لمبدأ باولي مما يؤدي إلى ظواهر مثل الموصلية الفائقة و تكاثف بوز-أينشتاين.
عمل مصطلح "الدوران" باعتباره نموذجًا لمفاهيم حتى أكثر تجريدا من امتلاكها خصائص رياضية للزخم الزاوي وعدم امتلاكها التناظر الكلاسيكي البسيط. على سبيل المثال تُستخدم نظائر "الدوران" في الفيزياء النووية لتمثيل الحالتين الخاصة بالنكليون (جسيمات النيوترون-بروتون), وبالمثل فإن الكواركات تقترن بدوران تناظري "أعلى" و "أسفل" وهي الاسماء التي تُعطى إلى الكواركين الاثنين اللذين يمثلان المادة العادية.

التماثل الدوراني للزمان والمكان معمم يشمل التماثل في الأبعاد الداخلية الأكثر تجريدا، وبالنتيجة فإن الكثير من التركيب المعقد للعالم المجهري يمكن النظر إليه نتيجة لانهيار التماثل, ويرتبط عميقًا بالأفكار التي تصف التكوين التلقائي لتركيب العالم المجهري.
<div class="custom-ads-5-6">

<script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script>

<hr style="direction: ltr;" />

<ul>
 	<li>ترجمة :مصطفى المالكي.</li>
 	<li>تدقيق: محمد نور</li>
 	<li><a href="https://www.scientificamerican.com/article/what-exactly-is-the-spin/" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a></li>
</ul>
</div>

ما الذي يعنيه دوران الجسيمات دون الذرية حول نفسها، وهل في ذلك تشابه مع دوران الكواكب؟

270917_article_Entanglement_01

<h2>الجدال بين نيلز بور و أينشتاين حول التشابك الكمّي</h2>

<hr />

بدأ كل شيء في أكتوبر من العام 1927، في مؤتمر سولفاي الخامس في بروكسل. كان هذا مؤتمر لويس دي بروي الأول ، وكان "مليئا بالسرور والفضول" على أمل لقاء أينشتاين، معبوده في سن المراهقة. وقد بلغ الان من العمر 35، قال دي بروي بسعادة: "لقد أصابني بشكل خاص تعبيره المعتدل والمدروس، من خلال لطفه، وبساطته، وصداقته"
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
في عام 1905، ساعد أينشتاين نظرية الكم الرائدة مع اكتشافه الثوري بأن الضوء يملك خصائص كل من الموجة والجُسيم. وأوضح نيلز بور في وقت لاحق بأن هذا "التكامل": يعتمد على كيفية مراقبة الضوء، سوف نرى إما موجة أو سلوك جُسيم. أما بالنسبة إلى دي بروي، فقد أخذ فكرة أينشتاين إلى مستوى غريب في أطروحة الدكتوراه سنة 1924 حيث تسائل (إذا كانت الموجات تتصرف كجزيئات، فربما تكون جزيئات المادة أيضا تتصرف مثل الموجات!) بعد ذلك، اثبت أينشتاين أن الطاقة يمكن تحويلها الى مادة والعكس صحيح ، عن طريق معادلته E = mc2

كان أينشتاين أول من أيّد علنا ​​فرضية بروي الجريئة. وبحلول عام 1926، وضع إروين شرودنجر صيغة رياضية لوصف مثل هذه "الموجة- المادة"، التي وصفها بأنها نوع من البحر المتلألئ للجسيمات المنتشرة". ولكن أظهر ماكس بورن أن موجات شرودنجر هي في الواقع "موجات من الاحتمالات". وهي تمثل الاحتمال المقاس لجُسيم يظهر في مكان ووقت معينين استنادا إلى سلوك العديد من هذه الجسيمات في التجارب المكررة. عندما يُراقب الجسيم، شيئا غريبا يحدث. الدالة الموجية "تنهار" إلى نقطة واحدة، مما تسمح لنا أن نرى الجسيم في موقع معين.

كما أن موجة احتمال بورن تتوافق بدقة مع "مبدأ الريبة" المقترح من قبل فيرنر هايزنبرج. وقد خلص هيزنبرغ إلى أنه من غير الممكن في العالم الكمومي الحصول على معلومات دقيقة عن موقع وزخم الجُسيم في ان واحد. كان يتصور القيام بقياس موقع الجسيم الكمومي، من خلال تسليط الضوء عليه، أعطاه "دفعه" تغير من زخمه، لذلك لا يمكن أبدا حساب موقع الجُسيم وزخمه بدقة في آن واحد.

يمكن اعتبار اجتماع نخبة علماء فيزياء العالم في بروكسل عام 1927 حالةً غريبة من فيزياء الكم

وتظهر الصورة الرسمية للمشاركين 28 رجلا أصحاب مظهر رصين، مع امرأة واحدةٍ وهي الفيزيائية ماري كوري. لكن صورة الفيزيائي بول إيرنفيست (Paul Ehrenfest) للخصمان المفكران. نيلز بور وآينشتاين تصوّر لنا روح المؤتمر. يظهر بور وقورا بشدة مديرا ذقنه، في حين يتراجع آينشتاين إلى الوراء ليبدو مسترخيا وحالما. هذه الصورة اللطيفة والتأملية توضّح عمق الصدام الشهير بين هذين الفيزيائيين العملاقين - وهو صراع يتوقف على المفهوم الاستثنائي للتشابك الكمومي.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
في المؤتمر، عرض بور وجهة نظره لميكانيكا الكم للمرة الأولى. سميت بتفسير كوبنهاغن، تكريما للمدينة التي نشأ بها ، متكونة من فكرته الخاصة "علاقة الموجة-الجسيم" مع موجة الاحتمالات الخاصة بالفيزيائي بورن و مبدأ الريبة لهايزنبرغ

وافق معظم الحضور على وجهة النظر هذه بسهولة، لكن اينشتاين كان قلقًا ان تكون مجموعة من الجُسيمات تُحكم بواسطة الاحتمالية، بالحقيقة إن اينشتاين قد فسّر الحركة الشاذة لحبوب اللقاح في الماء الساكن (الحركة البروانية) من خلال الاستشهاد بسلوك المجموعات العشوائية لجزيئات الماء. وعلى الرغم من ذلك، فإن الجزيئات الفردية ستبقى محكومة بواسطة قوانين نيوتن للحركة. ويمكن حساب تحرّكاتها الدقيقة من حيث المبدأ. وعلى النقيض من ذلك، ترى نظرية كوبنهاغن أن الجُسيمات دون الذرية تحكمها الاحتمالات.

بدأ آينشتاين هجومه بالاعتماد على البرهان العكسي (إثبات صحة المطلوب بإبطال نقيضه) بحجة أن التمديد المنطقي لنظرية الكم سيؤدي إلى نتيجة منافية للعقل.

بعد عدة ليال بلا نوم، وجد بور عيبا في منطق أينشتاين. لم يتراجع آينشتاين: فهو متأكد من أنه يمكن أن يقنع بور بعبثية هذه النظرية الجديدة الغريبة. وأستمر جدالهم حتى مؤتمر سولفاي السادس في عام 1930، إلى أن رأى أينشتاين أنه حصل أخيرا على القطع اللازمة لهزيمة بور في المؤتمر السابع عام 1933. ولكن قبل أسبوعين من ذلك، اجبر اضطهاد النازية أينشتاين على الفرار إلى الولايات المتحدة.

عندما حان الوقت، كانت الفكرة بسيطة ومخادعة. في عام 1935 في برينستون، اينشتاين واثنين من معاونيه، بوريس بودولسكي (Boris Podolsky) وناثان روزين (Nathan Rosen )، نشروا ما أصبح يُعرف بمفارقة أينشتاين - بودولسكي - روزين، أو (اي.بي.ر-EPR ) بعد فترة قصيرة. عبّر بودولسكي عن الفكرة رياضيًّا، لذا سوف نشرحها بواسطة الحلوى

تخيّل أنك تملك قطعة حلوى حمراء وأخرى خضراء في صندوق يعزلهما عن بقية الحلوى، من الناحية التقنية تشكل قطعتا الحلوى "نظام معزول"، وأنها "متشابكة" بمعنى أن لون إحدى قطع الحلوى يعطي معلومات عن لون الحلوى الأخرى. لذا عندما تطلب من صديقٍ أن يغمض عينيه ويختار قطعة حلوى عشوائية من الصندوق، فإذا اختار اللون الأحمرفإننا سوف نعلم تلقائيا أن الحلوى المتبقية خضراء اللون
هذا هو مبدأ مفارقة (أينشتاين - بودولسكي – روزين) بمعرفتك للون قطعة حلوى صديقك فإنك ستعرف لون قطعة الحلوى الأخرى بدون أن تكبّد نفسك عناء النظر داخل الصندوق
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
لكن ما كان يُفترض به أن يتخلّص من تأثير المُراقب، كشفت مفارقة اينشتانين بدون قصد عن فكرة غريبة للتشابك الكمّي

وقد صيغ هذا المصطلح بواسطة شرودنجر بعد أن قرأ ورقة (أينشتاين - بودولسكي – روزين)

الآن يمكننا تطبيق نفس الفكرة على الالكترونات بدلا من اللون. كل الكترون له خاصية جوهرية تدعى (دوران-Spin), فلنتخيل شيئا مثل محور دوران الجايروسكوب. إذا تم اعداد الالكترونات في المختبر بحيث يكون عزم دورانها الكلي يساوي صفر، حينها ينص مبدأ الحفاظ على الزخم الزاوي إذا كان أحد الإلكترونات يملك محور الدوران للأعلى، فإن محور دوران الإلكترون الآخر يجب أن يكون إلى الاسفل.

حينها يكون الالكترونان متشابكان تماما كما في مثال الحلوى في مثال قطع الحلوى، يكون لون قطعة الحلوى الخاصة بصديقك ثابتا سواء تم مشاهدته أم لا. يكون الأمر على النقيض من ذلك مع الالكترونات، حتى اللحظة التي يختار بها صديقك. تقول نظرية الكم بأن هناك احتمال 50% بأن يكون دورانه للأعلى و50% ان يكون دورانه للأسفل

ورقة (أينشتاين - بودولسكي – روزين) لتفنيد نظرية الكم هي مشابهة لما ذكر سابقا

ربما تكون حالة الالكترون الذي يختاره صديقك محددة مسبقا كما في العلامة المائية "لا يمكن رؤيتها الى أن نسلط ضوءً خاصًّا عليها"، حالة دوران الالكترون يتم تحديدها في اللحظة التي نراقبه بها.

ينطوي الدوران الكمّي على "متغير خفي" يجب ان تصفه نظرية الكم بعد. بدلا من ذلك إذا كانت ميكانيكا الكم صحيحة وكاملة فإنها تتحدى المنطق السليم، حالما يتفحص صديقك الالكترون الخاص به فإن الكترونك سوف يستجيب لحظيا فاذا كان الكترون صديقك ذا عزم علوي فإن الكترونك سيكون ذا عزم سفلي وذلك لأن العلاقة بين العزمين تم انشاؤها في التجربة عندما كانت الالكترونات متشابكة لأول مرة. تماما مثل وضع قطعتين من الحلوى في صندوق بحيث يكون لون قطعة الحلوى الخاصة بك معاكسا للون قطعة حلوى صديقك، الاثار المترتبة عن ذلك عميقة. حتى لو انتقل صديقك الى طرف المجرّة فإن الالكترون الخاص بك سوف "يعرف" بطريقة ما ان يدور عكس الالكترون الخاص بصديقك في اللحظة التي يراقبه بها

وبطبيعة الحال، فإن الفعل الفوري ينتهك النظرية النسبية لآينشتاين والتي تنص (لا شيء يمكن أن يسافر أسرع من سرعة الضوء) ومن هنا وصف أينشتاين هذه المسألة الغريبة بالفعل الشبحي- spooky action at a distance

لكن ما زال يوجد الكثير، الدوران ليس الخاصية الوحيدة التي يختار صديقك ان يراقبها. ما اظهرته ورقة (أينشتاين - بودولسكي – روزين) حينها، ان الطبيعة الفيزيائية الخاصة للإلكترون تبدو وكأنها لا تملك هوية خاصة بها بدلا من ذلك فإنها تعتمد على الكيفية التي يختار بها صديقك مشاهدة الالكترون، حيث يقول اينشتاين مخاطبا بور &gt;&gt; هل تعتقد حقا أن القمر موجود فقط عندما تنظر اليه؟ وخلصت الورقة إلى أنه لا يوجد تعريف معقول لواقع يمكن أن يسمح بحصول ذلك

حيّرت ورقة (أينشتاين - بودولسكي – روزين) بور وجعلته يتخلّى عن فكرة أن فعل القياس يؤدي إلى تغيير عزم الجُسيم (في الواقع، سوف تُظهر التجارب في وقت لاحق أن مبدأ الريبة ليس عملا نتيجة فعل المراقب وإنما هو صلة متأصلة في الجُسيمات) لكنه لم يتخلَّ عن مبدأ الريبة في صميم ميكانيك الكم، وبدلا من الصراع مع تأثيرات العالم الحقيقي. خلص بور إلى أنه يمكننا فقط الكلام عمّا نلاحظه في بداية التجربة ونهايتها عندما يكون حالة الكترون الخاص بصديقك ذا دروان علوي ولا يمكننا الكلام حول مالذي حصل بينهما.

واصل اينشتاين وبور الجدال بينهما لبقية حياتهما، ما الذي اختلفوا فيه حقا هو طبيعة الواقع. يعتقد بور أن الطبيعة عشوائية بشكل أساسي على العكس من اينشتاين الذي قال مخاطبا بور إن الاله لا يلعب النرد مع الكون
مع ذلك فإن اينشتاين عرف حقيقة أن نظرية الكم تصف بدقة التجارب في العالم الواقعي بدلا من التجارب النظرية، لذلك اعتبر معظم الفيزيائيين أن بور قد ربح وركزّوا على تطبيق نظرية الكم وأصبحت الأسئلة حول مفارقة أينشتاين - بودولسكي – روزين) والتشابك الكمي مصلحة خاصة.

في العام 1950 وجد الفيزيائي شيانغ شي وو (Chien-Shiung Wu) و ايرفنغ شانوف (Irving Shaknov) سلوكا مرتبطا بشكل غريب في أزواج من الفوتونات. لم يكونوا يعرفون ذلك في حينها، ولكن كان ذلك أول رصد في العالم الحقيقي للتشابك الكمّي
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
في وقت لاحق أدرك ديفيد بوم (David Bohm) أن اكتشاف شانوف فرصة لنقل التشابك الكمّي من عالم التجارب النظرية الى المختبر. في العام 1964 حوّل جون بيل (John Bell) ورقتا مفارقة اينشتاين-روزن البديلة الى صيغة رياضية يمكن اختبارها لكنها تُركت للفيزيائي الفرنسي آلان أسبيكت (Alain Aspect) عام 1981 لأجراء اختبارها
<h3>لكن هل هذا يعني أن " الفعل الشبحي" حقيقة؟</h3>
إن التشابك الكمي قد تم اثباته من مسافة كيلومتر أو اثنين وهذه مسافة قصيرة جدا لمعرفة ما إذا كانت هناك تفاعلات بين الالكترونات تنتقل أسرع من الضوء. قد تُصبح الأمور أكثر وضوحا في الوقت القريب حيث أعلن علماء صينيون نجاح نقل فوتونات متشابكة من قمر صناعي على بعد مسافة 1200 كم.

على الجانب الآخر، أخذ بعض الفيزيائيين جانب اينشتاين من الحجة. على سبيل المثال بينغت نوردن (Bengt Nordén)

من جامعة تشالمرز في السويد، نشر ورقة بعنوان "التشابك الكمّي: حقائق و خيال - كيف أخطأ أينشتاين بعد كل شيء؟"، مثل هؤلاء الفيزيائيين يسأل مرة أخرى عن معنى الواقع، ويتساءل ما الذي يسبب ظاهرة التشابك الغريبة. ويشير البعض إلى أن شيئا مثل "الثقب الدودي وهو نفق في الزمكان بين اثنين من الثقوب السوداء البعيدة على نطاق واسع، أحد نتائج النظرية النسبية العامة استنتج لأول مرة من قبل أينشتاين وروزين - قد يكون الآلية الكامنة وراء التشابك.

جُسيم التاكيون الافتراضي الأسرع من الضوء أيضا يُعتبر تفسيرًا منافسًا محتملًا

ولكن يتفق جميع الفيزيائيون تقريبا على أن كل ما يجري بين الجُسيمات المتشابكة، يمكن لعلماء المختبر ملاحظته بحدود سرعة الضوء أو أقل

لم يعد التشابك الكمّي مصطلحًا فلسفيًّا، على الرغم من ان الفيزيائيين يستخدمونه في تشفير المعلومات وتصميم الحواسب الكمّية المستقبلية إلا أن الصراع ما زال مستمرا مع الأسئلة المعقدة حول طبيعة الواقع الذي يُثير التشابك الكمّي

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة : مصطفى المالكي.</li>
 	<li>تدقيق: بدر الفراك.</li>
 	<li>تحرير: زيد أبو الرب.</li>
</ul>
<a href="https://cosmosmagazine.com/physics/einstein-bohr-and-the-origins-of-entanglement">المصدر </a>

الجدال بين نيلز بور وأينشتاين حول التشابك الكمي

quantumgravityvchal

اقترح فيزيائيون طريقة لاختبار الجاذبية الكمومية، من حيث المبدأ، بواسطة تجربة مختبرية تعتمد على تقنية الليزر باستخدام التكنولوجيا الحالية.

نظرية الجاذبية الكمومية سوف تتغلب على واحدة من أكبر التحديات في الفيزياء الحديثة من خلال توحيد النسبية العامة والميكانيكا الكمومية، لا يمتلك الفيزيائيين حاليًا أي وسيلة لاختبار أي نظريات مقترحة حول الجاذبية الكمومية.

اقترح فيزيائيون طريقة لاختبار الجاذبية الكمومية، من حيث المبدأ، بواسطة تجربة مختبرية تعتمد على تقنية الليزر باستخدام التكنولوجيا الحالية. نظرية الجاذبية الكمومية سوف تتغلب على واحدة من أكبر التحديات في الفيزياء الحديثة من خلال توحيد النسبية العامة والميكانيكا الكمومية، لا يمتلك الفيزيائيين حاليًا أي وسيلة لاختبار أي نظريات مقترحة حول الجاذبية الكمومية.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
فريقًا من سبعة فيزيائيين من مختلف البلدان اقترحوا طريقة لاختبار الجاذبية الكمومية تجريبيًا بواسطة الليزر, نُشرت ورقة عن اختبارهم المقترح في العدد الأخير من مجلة الفيزياء النووية.

أحد أهم الأسباب التي تجعل اختبار الجاذبية الكمومية صعبًا هو تأثيراتها التي تظهر عند مستويات الطاقة العالية وأطوال صغيرة جدًا, تقترب هذه المقاييس المتطرفة تقريبًا من طول بلانك تحتاج ما يقارب بمقدار 15 مرة من الطاقة التي يولدها مصادم الهيدرونات الكبير (LHC) الذي يعد أكبر تجربة تستخدم طاقة في العالم.

من أجل معالجة هذه التحديات، اتخذ الفيزيائيون نهجًا مختلفًا تمامًا للوصول إلى طاقات وأطوال بلانك، ذلك من خلال قياس تأثيرات خاصية تُسمى (اللاتبادلية-noncommutativity) العديد من النظريات المقترحة حول الجاذبية الكمومية، بما في ذلك الجاذبية الكمومية الحلقية ونظرية الأوتار، هي نظريات لا تبادلية، يكون فيها شكل الزمكان لا تبادلي.

في هذا الإطار، بعض المتغيرات لها علاقة لاتبادلية وهو مفهوم يرتبط ارتباطًا وثيقًا بفكرة المتغيرات التكميلية في مبدأ الريبة لهايزنبرغ. واحدة من نتائج الزمكان اللاتبادلي هو عدم وجود المتفرّدات (singularities)، والتي لها آثار على مجالات أخرى في علم الكونيات، مثل الانفجار العظيم والثقوب السوداء.

مع الاختبار المقترح، يهدف الفيزيائيين في العثور على أدلة تجريبية تدعم فكرة أن الزمكان له في الواقع بنية لا تبادلية. للقيام بذلك، يحاول الاختبار الكشف عن أي تغييرات في العلاقات التبادلية التقليدية التي تحدث في مذبذب ميكانيكي صغير جدًا.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
إذا كانت هذه التغييرات موجودة، فإنها تشير إلى هيكل لا تبادلي تنتج تغيير طور بصري يمكن قياسه بواسطة نبض ضوئي متصل بالمذبذب.مع الأجهزة البصرية الحالية, تغيير الطور هذا يمكن قياسه بمستويات عالية بما يكفي من الدقة التي وفقًا للفيزيائيين من شأنها أن تجعل الوصول إلى مستويات طاقة بالقرب من طول بلانك أمرًا ممكنًا.

بالوصول إلى هذا المقياس, يمكن للتجربة تفحّص تأثيرات النظريات اللاتبادلية عند مستوى طاقة قريب من الجاذبية الكمومية.

يقول المؤلف المشارك مير فايزال (Mir Faizal) وهو أستاذ في جامعة كولومبيا البريطانية وجامعة ليثبريدج في كندا: "نحن نتوقع أن تكون هندسة الزمكان بُنية ناشئة تخرج من نظرية رياضية بحتة عن الجاذبية الكمومية".

هذا مشابه لشكل قضيب معدني ينشأ عن الفيزياء الذرية، اقُترحت عدة مقاربات مختلفة عن الجاذبية الكمومية أن هذا الهيكل الذي تقوم عليه هندسة الزمكان يمكن أن يمثل هندسة لا تبادلية.

لذلك اقترحنا طريقة لاختبار هذه الفكرة باستخدام تجربة بصرية ميكانيكية، ميزة وجود مثل هذا الهيكل سوف يوفر زمكان خالي من المتفردات بما فيها متفردة الانفجار العظيم.

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة : مصطفى المالكي.</li>
 	<li>تدقيق وتحرير: رؤى درخباني</li>
</ul>
<a href="https://phys.org/news/2017-10-physicists-quantum-gravity-current-technology.html" target="_blank" rel="noopener">المصدر</a>

هل يمكن اختبار الجاذبية الكمومية باستخدام التكنولوجيا الحالية؟

artificial-intelligence-comp3

كشف مجموعة من الباحثين في شركة الذكاء الاصطناعي فيكاروس (Vicarious AI ) عن طريقة جديدة ومبتكرة يمكن استخدامها لتخطي اختبار حروف التحقق (CAPTCHA).

في ورقة نُشرت في مجلة العلوم, يصف الفريق عمل الشبكة العصبية الاصطناعية (Artificial neural network) و كيفية استخدامها لتخطي الاختبار الذي يُستخدم لمنع روبوتات الويب (bots) من الدخول إلى مواقع الانترنت.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
في العام 2000 قام مجموعة من مستضيفي ومستخدمي مواقع الانترنت بتطوير نظام يسمى "اختبار تورنغ العام الأوتوماتيكي للتميز بين الحاسب والبشر" يرمز له (CAPTCHA) بعد أن ضاقوا ذرعًا من روبوتات الويب وما تقوم به من خراب على مواقع الانترنت, يتطلّب الاختبار من المستخدمين كتابة النص المشوه, مهمة تُعد سهلة بالنسبة للإنسان ولكنها مستحيلة على روبوتات الويب.

لسوء الحظ كما اتضح لاحقًا من الممكن هزيمة هذا الاختبار كما أظهر عدة باحثين ذلك, حيث استخدموا الشبكات العصبية الاصطناعية لتعرف ما هو اختبار التحقق ومن ثم خداع النظام الذي يستخدمها لكن مثل هذه الأساليب تتطلب من النظام تحليل الآلاف إن لم يكن الملايين من الأمثلة الصورية لكي يُصبح أكثر كفاءة في تخطي اختبار حروف التحقق.

لكن بعد ذلك و قبل أربع سنوات أعلن فريق شركة الذكاء الاصطاعي فيكاروس بأنهم توصلوا إلى شبكات عصبية اصطناعية معدّلة يمكنها تجاوز اختبار (CAPTCHA) بدراسة عدّة أمثلة صورية فقط.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
لم تنشر الشركة أبحاثها لأنهم أدركوا أن ذلك سيسمح لصانعي روبوتات الويب بإعادة إطلاقها مرة أخرى.

تغيّر اختبار حروف التحقق في الآونة الأخيرة, وأصبح يستخدم الصور بدلًا من الكتابة النصية وعلى المستخدمين تحديد الصور ذات الشيء الفريد من نوعه.

لهذا السبب قررت فيكاروس أنه من الأمن الآن نشر البحث المتعلق بتخطي اختبار حروف التحقق.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
يُسمى هذا النظام بالشبكة القشرية ذاتية الاستدعاء (recursive cortical network) وهو اسم يُعطي لمحة عن كيفية عمله, في الشكبة العصبية الاصطناعية العادية تُستخدم العُقد (nodes) للحفاظ على المعلومات الجديدة.

مجموعة من الُعقد التي تستخدم في التعامل مع البيانات هي ما يكوّن الشبكة العصبية الاصطناعية.

استخدم فريق فيكاروس نفس الشبكة العصبية أيضًا لكنهم أضافوا شيئًا جديدًا, الاستدعاء الذاتي (Recursion) عبارة عن تقنية برمجية تستخدم البيانات لتعلّم شيء جديد.

حالما تتُقن العملية الجديدة تُرسل النتائج مرة أخرى إلى البرنامج, تستخدم هذه العملية مرارًا وتكرارًا حتى التوصّل إلى الحل المطلوب.
<div class="custom-ads-5-6"><script async src="//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js"></script><ins class="adsbygoogle ibis-ads-1256" style="display: inline-block;" data-ad-client="ca-pub-1014613170440504" data-ad-slot="7083709560"></ins><script>(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});</script></div>
استخدمت هذه التقنية سابقًا في إيجاد حلول للمتاهات.

بواسطة تطبيق الاستدعاء الذاتي على الشبكة العصبية الاصطناعية وجد الباحثون أنهم قادرين على تقليل مسار التعلّم في برنامجهم بشكل كبير, بحوالي خمس محاولات فقط. على سبيل المثال الزمن اللازم لتخطي اختبار حروف التحقق الخاص بغوغل قد قلّ بنسبة 67 بالمئة.

<hr />

<ul>
 	<li>ترجمة : مصطفى المالكي</li>
 	<li>تدقيق: رؤى درخباني</li>
 	<li>تحرير: ناجية الأحمد</li>
 	<li><a href="https://techxplore.com/news/2017-10-vicarious-ai-team-reveals-defeated.html" target="_blank" rel="noopener">المصدر </a></li>
</ul>

مصطفى المالكي

الأعمال

ما الذي يعنيه دوران الجسيمات دون الذرية حول نفسها، وهل في ذلك تشابه مع دوران الكواكب؟

الجدال بين نيلز بور وأينشتاين حول التشابك الكمي

هل يمكن اختبار الجاذبية الكمومية باستخدام التكنولوجيا الحالية؟

فريق من الباحثين يكشف طريقة لتخطي اختبار حروف التحقق CAPTCHA